路由器基礎(chǔ)知識講解

路由器基礎(chǔ)知識講解第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課程內(nèi)容路由器的定義與作用基本概念路由器工作原理IP路由過程VLAN路由第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由器的定義和作用路由器——用于網(wǎng)絡(luò)互連的計算機設(shè)備路由器的核心作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由（尋徑）：路由表建立、刷新交換：在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)隔離廣播，指定訪問規(guī)則異種網(wǎng)絡(luò)互連第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課程內(nèi)容路由器的定義與作用基本概念路由器工作原理IP路由過程VLAN路由第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由表路由器為執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑選擇所需要的信息被包含在路由器的一個表項中，稱為“路由表”當路由器檢查到包的目的IP地址時，它就可以根據(jù)路由表的內(nèi)容決定包應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到哪個下一跳地址上去。路由表被存放在路由器的RAM上第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由表的構(gòu)成路由表的構(gòu)成目的網(wǎng)絡(luò)地址（Dest）掩碼（Mask）下一跳地址（Gw）發(fā)送的物理端口（interface）路由信息的來源（Owner）路由優(yōu)先級（pri）度量值（metric）第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由表的構(gòu)成路由表構(gòu)成示例172.16.8.0 --目的邏輯網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址255.255.255.0--目的邏輯網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址的網(wǎng)絡(luò)掩碼1.1.1.1 --下一跳邏輯地址

fei_0/1.1

--學習到這條路由的接口和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)接口static --路由器學習到這條路由的方式1 --路由優(yōu)先級0 --Metric值

DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric172.16.8.0255.255.255.01.1.1.1fei_0/1static10第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由表的建立和維護路由表最開始是如何建立起來的？在路由表建立起來之后，是如何進行維護的？第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由分類直連路由靜態(tài)路由動態(tài)路由第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五192.168.0.1/30192.168.0.2/3010.0.0.1/24172.16.0.1/24IPv4RoutingTable:DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric10.0.0.0255.255.255.010.0.0.1fei_0/1direct0010.0.0.1255.255.255.25510.0.0.1fei_0/1address00192.168.0.0255.255.255.252192.168.0.1e1_1direct00192.168.0.1255.255.255.255192.168.0.1e1_1address00ZXR10#直連路由直連路由當接口配置了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址并狀態(tài)正常時，接口上配置的網(wǎng)段地址自動出現(xiàn)在路由表中并與接口關(guān)聯(lián)，并隨接口的狀態(tài)變化在路由表中自動出現(xiàn)或消失ABfei_0/1e1_1第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五靜態(tài)路由配置iproute10.0.0.0255.0.0.0172.16.2.2

這是一條單向路由，還需要在對方的路由器上配置一條相反的路由。StubNetwork172.16.2.1S0172.16.1.0B172.16.2.2Network10.0.0.0BA第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五缺省路由示例缺省路由配置StubNetworkiproute0.0.0.00.0.0.0172.16.2.2

172.16.2.1S0172.16.1.0B172.16.2.2Network

這條路由可以配置在只有一條出口的“根狀網(wǎng)絡(luò)”的出口路由器上，可以訪問“未知的”目的網(wǎng)絡(luò)。AB第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五

路由協(xié)議是運行在路由器上的軟件進程，與其他路由器上相同路由協(xié)議之間交換路由信息，學習非直連網(wǎng)絡(luò)的路由信息，加入路由表。并且在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化時自動調(diào)整，維護正確的路由信息。RIPOSPFRIPOSPF1.0.0.0/82.0.0.0/83.0.0.0/8動態(tài)路由第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五RIPOSPF路由表10.0.0.0/16fei_1/1注意：必須是完全相同的一條路由才進行路由優(yōu)先級的比較10.0.0.0/16fei_1/310.0.0.0/16fei_1/3路由優(yōu)先級從路由優(yōu)先級最高（優(yōu)先級數(shù)值最小）的協(xié)議獲取的路由被優(yōu)先選擇加入路由表中。第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五Connectedinterface 0Staticroute 1ExternalBGP 20OSPF 110IS-IS 115RIPv1,v2 120InternalBGP 200Special(內(nèi)部處理使用) 255RouteSourceDefaultpriority各種路由協(xié)議缺省優(yōu)先級第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五Network10M專線DDN有備份鏈路的情況下如何設(shè)置路由？fei_1/1178.1.1.1177.1.1.1路由優(yōu)先級應(yīng)用-浮動靜態(tài)路由第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五ZXR10(config)#iproute10.0.0.0255.0.0.0177.1.1.1ZXR10(config)#iproute10.0.0.0255.0.0.0178.1.1.15tag200Network10M專線DDNfei_1/1177.1.1.1178.1.1.1浮動靜態(tài)路由配置第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五最長匹配原則10.1.1.1?ZXR10#showiprouteIPv4RoutingTable:DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric1.0.0.0255.0.0.01.1.1.1fei_0/1.1direct001.1.1.1255.255.255.2551.1.1.1fei_0/1.1address002.0.0.0255.0.0.02.1.1.1fei_0/1.2direct002.1.1.1255.255.255.2552.1.1.1fei_0/1.2address003.0.0.0255.0.0.03.1.1.1fei_0/1.3direct003.1.1.1255.255.255.2553.1.1.1fei_0/1.3address0010.0.0.0255.0.0.01.1.1.1fei_0/1.1ospf1101010.1.0.0255.255.0.02.1.1.1fei_0/1.2static1010.1.1.0255.255.255.03.1.1.1fei_0/1.3rip12050.0.0.00.0.0.01.1.1.1fei_0/1.1static00第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課程內(nèi)容路由器的定義與作用基本概念路由器工作原理IP路由過程VLAN路由第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由器的工作原理路由功能： 學習和維護網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)知識的機制，產(chǎn)生和維護路由表交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能：

數(shù)據(jù)在路由器內(nèi)部移動與處理的過程（從路由器一個接口輸入，然后選擇合適接口輸出、做幀的解封裝與封裝，并對包做相應(yīng)處理）

第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由功能

學習和維持網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)知識的機制被認為是路由功能。完成路由功能需要的幾個基本信息：路由的是什么協(xié)議？目的地址是否已存在?從哪個端口發(fā)送出去？下一跳地址是什么？第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五＝幀校驗并緩存數(shù)據(jù)包進入接口將目的地邏輯地址與下一跳邏輯設(shè)備和外出接口相關(guān)聯(lián)路由表將下一跳邏輯設(shè)備與物理地址相關(guān)聯(lián)以生成幀頭ARP緩存（局域網(wǎng)）封裝數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)幀外出接口＝＝＝由路由協(xié)議維護由ARP或逆向ARP進程所維護映射列表（廣域網(wǎng)）交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五RoutingprocessRoutingprocessRoutingprocessRoutingprocessRoutingtableForwardingprocess基于目的地址查找路由條目遵循最長匹配原則基于路由優(yōu)先級向路由表加入路由路由協(xié)議學習所有可能的路由，基于metric值選擇最佳路由路由器工作過程總結(jié)第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課程內(nèi)容路由器的定義與作用基本概念路由器工作原理IP路由過程VLAN路由第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信我們從簡單的問題開始討論：在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信。為了便于討論，不妨假設(shè)“IP層眼中的網(wǎng)絡(luò)”一圖中，網(wǎng)絡(luò)A是一個以太網(wǎng)，內(nèi)部有兩臺主機想要互相通信：網(wǎng)絡(luò)A┉┉┉通向路由器1通信需求第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五通信過程圖示IP地址： 192.168.1.2MAC地址：00:20:AF:00:00:02IP地址： 192.168.1.1MAC地址：00:20:AF:00:00:01以太網(wǎng)IP層上層協(xié)議這里無需考慮封裝IP包包發(fā)往IP地址192.168.1.2以太網(wǎng)IP層封裝MAC幀幀發(fā)往MAC地址00:20:AF:00:00:02封裝MAC幀收到MAC幀ARP拆封IP包收到IP包AB網(wǎng)絡(luò)情況協(xié)議層次第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信了解了同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信之后，我們再來看不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。假設(shè)“IP層眼中的網(wǎng)絡(luò)”一圖中，網(wǎng)絡(luò)A中有一臺主機想要和網(wǎng)絡(luò)B中一臺主機通信，而網(wǎng)絡(luò)A是一個以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)B是一個X.25網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)B網(wǎng)絡(luò)A路由器1通信需求第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五以太網(wǎng)以太網(wǎng)接口不同網(wǎng)段的通信過程以太網(wǎng)IP層上層協(xié)議這里無需考慮MAC幀IP層串行接口以太網(wǎng)接口IP層網(wǎng)絡(luò)情況協(xié)議層次PPP分組IP包IP包發(fā)送端主機A接收端主機B路由器EthernetPPPHOSTAHOSTBfei-1/1e1_2/1Ethernetfei-1/1e1_2/1上層協(xié)議這里無需考慮IP層路由器PPP幀IP包IP包串行接口MAC幀IP包IP包第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五判斷與對端是否處于同一網(wǎng)段檢查ARP表是否有對端的MAC地址做數(shù)據(jù)鏈路層封裝（目的MAC為對端MAC地址）通過物理層發(fā)送數(shù)據(jù)通過ARP獲得對端MAC地址YESNOYESNO是否配置了缺省網(wǎng)關(guān)？YES檢查ARP表是否有網(wǎng)關(guān)MAC地址做數(shù)據(jù)鏈路層封裝（目的MAC為網(wǎng)關(guān)MAC地址）通過ARP獲得網(wǎng)關(guān)MAC地址NO發(fā)送錯誤信息YESNOEnd

獲取對端IP地址通信流程第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五IP通信流程基本概念I(lǐng)P通信流程基本概念I(lǐng)P通訊是基于hopbyhop的方式從源到目的之間源IP和目的IP地址保持不變每經(jīng)過一個數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層封裝都要做相應(yīng)的重新封裝返回的數(shù)據(jù)選路與到達的數(shù)據(jù)選路無關(guān)第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的操作XYApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalABCXYNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysicalABC第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由過程示例192.168.6.0/24192.168.2.0/24e1_1e1_1fei_1/1192.168.2.3192.168.1.0/24192.168.3.0/24192.168.3.3192.168.4.1/24R1R2R3R1路由表192.168.4.0255.255.255.0192.168.4.1e1_1direct00192.168.2.0255.255.255.0192.168.2.1fei_1/1direct00192.168.1.0255.255.255.0192.168.4.2e1_1rip1201192.168.6.0255.255.255.0192.168.4.2e1_1rip1201192.168.3.0255.255.255.0192.168.4.2e1_1rip1202e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3AB192.168.4.2/24第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五1.目的地址為:192.168.3.3192.168.6.2/24192.168.2.0/24192.168.2.3192.168.1.0/24192.168.3.0/24192.168.3.3192.168.4.0/24R1R2R3R2路由表192.168.4.0255.255.255.0192.168.4.2e1_1direct00192.168.6.0255.255.255.0192.168.6.1e1_2direct00192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.1fei_1/1direct00192.168.2.0255.255.255.0192.168.4.1e1_1rip1201192.168.3.0255.255.255.0192.168.6.2e1_2rip1201e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3路由過程示例（續(xù)）192.168.6.1/24第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五路由過程示例（續(xù)）192.168.6.0/24192.168.2.0/24192.168.2.3192.168.1.0/24192.168.3.0/24192.168.3.3192.168.4.0/24R1R2R3R3路由表192.168.3.0255.255.255.0192.168.3.1fei_1/1direct00

192.168.6.0255.255.255.0192.168.6.2e1_1direct00192.168.1.0255.255.255.0192.168.6.1e1_1rip1201192.168.4.0255.255.255.0192.168.6.1e1_1rip1201192.168.2.0255.255.255.0192.168.6.1e1_1rip1202反方向數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程？e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課程內(nèi)容路由器的定義與作用基本概念路由器工作原理IP路由過程VLAN路由第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五VLANoneVLANtwoVLANthree方式一普通路由方式二單臂路由方式三三層/多層交換機VLANoneVLANtwoVLANthreefei_1/1fei_1/3fei_1/2VLANoneVLANtwoVLANthree802.1Qtrunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2fei_0/1.3VLAN間路由第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五VLANoneVLANtwoVLANthreefei_1/1fei_1/3配置：路由器上在多個物理接口配置不同

VLAN缺省網(wǎng)關(guān)IP地址，交換機上的端口設(shè)置為ACCESSPORT，分別屬于不同的VLAN特點：需要多個路由器物理接口，成本高靈活性與可擴展性差fei_1/2方式一：普通路由第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五VLANoneVLANtwoVLANthree802.1Qtrunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2fei_0/1.3ZXR10(config)#interfacefei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulationdot1Q1ZXR10(config-subif)#ipadd1.1.1.1255.0.0.0ZXR10(config)#interfacefei_0/1.2ZXR10(config-subif)#encapsulationdot1Q2ZXR10(config-subif)#ipadd2.1.1.1255.0.0.0ZXR10(config)#interfacefei_0/1.3ZXR10(config-subif)#encapsulationdot1Q3ZXR10(config-subif)#ipadd3.1.1.1255.0.0.0方式二：單臂路由配置：在路由器單個物理接口配置多個子接口,做802.1Q封裝，不同子接口配置不同VLAN的缺省網(wǎng)關(guān)IP地址，交換機上的端口設(shè)置為802.1Qtrunk第三十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五VLANoneVLANtwoVLANthree802.1Qtrunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2fei_0/1.3ZXR10(config)#interfacefei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulationdot1Q1ZXR10(config-subif)#ip